JPH0336976A - 有限回転電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザトリマ、レーザマーカ等のレーザ加工
機やＯＡ機器等におけるスキャンニング駆動装置の駆動
源として用いられる有限同転電動機に関するものである
。

〔従来の技術〕

従来の上記有限回転電動機としては特許第１１６４３３
０号及び実開昭５０−７６３１５号の各公報に示される
ものが知られている。

そして上記従来のものにおいて、前者のものは、ロータ
の回転軸に低慣性で、かつ高分解能である静電容量型の
回転角センサが装着されていて、この回転角センサにて
ロータの回転角を検出し、この検出値に基づいてロータ
の回転角を制御するようになっている。

また後者のものにあっては、ロータ回転角はポテンショ
メータにて検出するようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の技術のうち、前者のものにあっては、低慣性
で、かつ高分解能の回転角センサを用いているので、高
速応答可能であるが、回転角センサの温度ドリフトによ
り短期間しか高精度が維持できないという問題がある。

また後者のものにあっては、構造上低慣性になりに＜＜
、また角度検出にポテンショメータを用いているので、
高精度は期待できないという問題がある。

本発明は上記のことにかんがみなされたもので、微小角
度を高速、高精度に制御でき、また長時間にわたって高
精度位置再現性を発伸できる有限回転電動機を提供する
ことを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明に係る有限回転電動
機は、高磁束密度磁石使用のムービングコイル型モータ
の回転軸にピニオンギヤを固着し、このピニオンギヤに
噛合するラックギヤの一端に磁性プレートを固着し、こ
の磁性プレートに対向する位置に非接触形の位置センサ
の設置し、この位置センサの出力回路に温度補償回路を
介装し、この位置センサの出力回路乙指令部とを第１比
較器の入力端に接続し、この第１比較器の出力側にＰＩ
Ｄ制御部を介装し、この第１比較器の出力回路と上記モ
ータの回転軸に取付けたタコジェネレータの出力回路と
を第２比較器の入力端に接続し、この第２比較器を上記
モータ用のパワーアンプに接続した構成となっている。

〔作　用〕

モータの回転角はピニオンギヤとラックギヤにて直動変
換され、これの動きが位置センサにて検出される。この
位置センサの検出値は温度補償回路にて、これの温度ド
リフトが電気的に補償されてから第１比較器にて指令部
からの指令信号を比較される。第１比較器からの偏差出
力はＰＩＤ制御部にてＰＩＤ処理されて速度指令として
出力され、この速度・指令とタコジェネレータからのフ
ィードバック信号とが第２比較器にて比較され、その速
度偏差がパワーアンプに出力される。

〔実　施　例〕

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図Φ１は高磁束密度磁石を使用したムービングコイル型
モータであり、これはハウジング２に支持されて、直流
電流により所定の有限回転角、例えば１０°の回転角に
わたって往復動回転するようになっている。３はこのム
ービングコイル型モータ１の回転軸の一端に取付けたｐ
Ｃり・コシエネレータであり、これによりムービングコ
イル型モータ１の回転角が直流電圧こして検出されるよ
うになっている。また上記ムービングコイル型モータ１
の回転軸の他端部にピニオンギヤ４が固着されている。

５はこのピニオンギヤ４に噛合するラックギヤであり、
このラックギヤ５はガイドベアリング６を介してノ１ウ
ジング２に摺動自在に支持されており、このラックギヤ
５の一端に磁性プレート７が取付けである。８はこの磁
性プレート７の移動方向に離間対向させて設けられた非
接触型の位置センサで、この位置センサ８で磁性プレー
ト７の位置を検出することにより上記ムービングコイル
型モータ１の回転角を検出するようになっている。ラッ
クギヤ５は位置センサ８から離間する方向にばね５ａに
て付勢されている。

９は上記ムービングコイル型モータ１の回転角の位置指
令Ｖｐｏを出力する指令部、１０は位置センサ８の出力
回路中に介装したセンサ温度補償回路で、位置センサ８
の出力信号の温度ドリフトを電気的に補償したセンサ出
力信号ｖｐｒを出力する。１１は上記位置指令Ｖｐｏと
センサ出力信号Ｖｐｒを比較する第１比較藩、１２は第
１比較器１１からの偏差信号ΔＶｐをＰＩＤ演算するＰ
ＩＤ制御部、１３はこのＰＩＤ制御部１２からの速度指
令Ｖｓとタコジェネレータ３からりフィードバック信号
Ｖｓｒとを比較する第２比較器、１４はこの第２比較器
１３からの速度偏差ΔＶｓを入力されて、ムービングコ
イルモータ１へ制御信号Ｖｏｕｔを出力するモータ用パ
ワーアンプである。

上記制御回路によるムービングコイルモータ１の回転角
度を制御する作用を第２図に示すフローチャートに基づ
いて説明する。

ステップ１ 指令部９よりムービングコイルモータ１の位置（回転角
）の指令信号Ｖｐｏを出力する。

ステップ２ 上記指令部９よりの指令信号Ｖｐｏと、位置センサ８に
て検出され、かつセンサ温度補償回路１０にて補償され
た検出信号Ｖｐ（’とが第１比較器１１にて比較し、そ
の差が零である場合には指令値と実際が同じなので、位
置決めが完了する。そして上記比較値が零でない場合に
てステップ３へ行く。

ステップ３ 第１比較器１１より偏差ΔＶｐが出力が出力される。

ステップ４ ＰＩＤ制御部１２にて上記偏差信号ΔＶｐをＰＩＤの演
算処理を行ない、その結果を速度指令Ｖｓを出力する、
なおこのときＶｓ−Ｋ　１Δｖｐであり、Ｋ、はＰＩＤ
ゲインである。

ステップ５ 上記ＰＩＤ制御部１２からの速度指令Ｖｓと、タコジェ
ネレータ３からのフィードバック信号Ｖｓｒとが第２比
較器１３にて比較（Ｖｓ−Ｖｓｒ）　して速度判定され
、その差が零である場合に指令速度が完了となる。そし
て上記速度判定でその差が零でない場合にステップ６へ
行く。

ステップ６ 第２比較器１３より速度偏差ΔＶｓを出力する、なおこ
のときΔＶｓｍＫＩ　Ｖｐ−Ｖｓｌ’である。

ステップ７ 上記第２比較器１３からの速度７・偏差△Ｖｓに基づい
て出力Ｖｏｕｔがパワーアンプ１４より出力される。こ
のときｖｏｕｔ−に２ΔＶｓで、Ｋ２はモータ速度ゲイ
ンである。

ステップ８ ピニオンギヤ４とラックギヤ５との関係でムービングコ
イルモータ１の回転を位置センサ８にて直動作用に変換
する。このときＲθ−ＸでＲはピニオンギヤ４の半径、
Ｘはラックギヤ５の移動距離である。

ステップ９ 位置センサ８より上記Ｒθ−Ｘに相当する位置信号■ｐ
ｒが第１比較器１１へ出力されてステップ２へ行く、コ
ノときＶｐ「−Ｋ　３　ＲＮ’、Ｋ３は（’：ｚす補正
ゲインである。

また上記ステップ５に、ステップ７における出力信号Ｖ
ｏｕｔにて駆動されたムービングコイルモータ１の回転
結果が、タコジェネレータ３からの出力Ｖｓｒとして人
力される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、微小角度を高速、高精度に制御でき、
また長時間にわたって高精度位置再現性を発揮できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図はフ
ローチャートである。 １はムービングコイル型モータ、３はタコジェネレータ
、４はピニオンギヤ、５はラックギヤ、７は磁性プレー
ト、８は位置センサ、９は指令部、１０はセンサ温度補
償回路、１１．１３は比較器、１２はＰＩＤ制御部、１
４はモータ用パワーアンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高磁束密度磁石使用のムービングコイル型モータの回転
   軸にピニオンギヤを固着し、このピニオンギヤに噛合す
   るラックギヤの一端に磁性プレートを固着し、この磁性
   プレートに対向する位置に非接触形の位置センサを設置
   し、この位置センサの出力回路に温度補償回路を介装し
   、この位置センサの出力回路と指令部とを第１比較器の
   入力側に接続し、この第１比較器の出力側にＰＩＤ制御
   部を介装し、この第１比較器の出力回路と上記モータの
   回転軸に取付けたタコジェネレータの出力回路とを第２
   比較器の入力側に接続し、この第２比較器を上記モータ
   用のパワーアンプに接続したことを特徴とする有限回転
   電動機。